Der Kanal in einem DMOS-Transistor wird durch die unterschiedlich weite
laterale Ausdiffusion des -bodies und des
-Sourcegebiets
definiert. An seiner Oberfläche weist ein DMOS-Transistor daher das in der
Abb. 3.7 dargestellte typische Profil auf. Die
Kanaldotierung nimmt in lateraler Richtung von der Maximaldotierung
stark ab. Die Kanallänge ist ein wesentlicher Parameter für den
Kanalwiderstand und die Steilheit des Transistors. Die Höhe der
Kanaldotierung bestimmt die Einsatzspannung. Eine zu geringe Kanallänge
und -dotierung beeinträchtigen die
Vorwärts-Blockiereigenschaften. Bei geringer Kanaldotierung dehnt sich
die Raumladungszone weiter in den
-body aus, erreicht sie das
Sourcegebiet (punch through), verliert der
-Übergang seine
Sperrfähigkeit. Ein kürzerer Kanal muß also mit einer höheren
Maximaldotierung verbunden sein, um die Blockierfähigkeit
aufrechtzuerhalten.
Abbildung 3.7: Laterales Dotierungsprofil einer
DMOS-Zelle (logarithmisch).
In Abb. 3.8 ist die Weite der Verarmungszone in der diffundierten
Seite eines -Übergangs angegeben. Auf der Abszisse ist die (konstante)
Dotierungskonzentration des nichtdiffundierten Gebiets angegeben (hier die
Driftzone), als Parameter dient die Oberflächenkonzentration
(= Maximalkonzentration) des diffundierten Teils. Auf den
-body der
DMOS-Struktur übertragen ist dies nicht die maximale Kanaldotierung, da
die Sourcedotierung an der Stelle der Maximaldotierung des
-bodies
(= Stelle der Maximaldotierung des Sourcegebiets) wesentlich größer ist
als diese. Diese Werte wurden aus numerischen
Simulationen gewonnen [8]. Aus Abb. 3.8 ersieht man, daß sich
Kanallängen im
bis
-Bereich für die in DMOS-Transistoren
verwendeten Dotierungsverhältnisse erreichen lassen. Dies ist auch der
Bereich, in dem sich Kanallängen in DMOS-Technologie reproduzierbar
ohne zusätzlichen Prozeßaufwand herstellen lassen.
Abbildung 3.8: Ausdehnung der Verarmungszone in den
-body über der Dotierungskonzentration der Driftzone. Als
Parameter ist die Oberflächenkonzentration der
-body-Dotierung
aufgetragen.